Умственная и физическая деятельность

УМСТВЕННАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

1. Физическая и умственная работоспособность человека и продуктивность его труда

Физическая и умственная работоспособность является как бы обратным отражением состояния утомления -- чем больше нарастает утомление, тем ниже становится работоспособность. Нормальный физиологический процесс утомления означает снижение функциональных возможностей организма, вызванное выполнением определенного объема умственной и физической работы. Уровень физической и умственной работоспособности определяется скоростью и характером утомления, т. е. состоянием, которое возникает как следствие работы при недостаточности восстановительных процессов в организме. Но всегда основным итогом утомления является снижение эффективности труда, его продуктивности.

Все формы утомления проявляются в субъективном чувстве усталости, которое выражается в общей слабости, недомогании, чувстве тяжести в конечностях и т. д. Видный физиолог А. Ухтомский считал, что усталость является «натуральным предупредителем утомления», хотя усталость и не всегда объективно соответствует утомлению. Например, каждый знает, что чувство усталости может появиться и при длительном пассивном ожидании кого-то или чего-то, во время продолжительной поездки на транспорте и т. д. В то же время, если работа доставляет человеку удовольствие, то чувство усталости появляется позже, чем первые объективные признаки утомления.

Основу профессиональной работоспособности человека составляют специальные знания, умения, навыки, а также определенные психофизические качества (память, внимание, восприятие, особенности сердечно-сосудистой, эндокринной систем, мышечно-двигательного аппарата). Все это оказывает влияние на продуктивность труда.

Общая работоспособность человека определяется тремя группами факторов: физиологические -- состояние здоровья и функциональная подготовленность (тренированность), половая принадлежность, питание, сон, общая нагрузка, организация отдыха и др.; физические, воздействующие на организм через органы чувств, -- степень и характер освещения рабочего места, температура воздуха, шум и др.; психические -- самочувствие, настроение, мотивация и др. На работоспособность в определенный момент влияет не только каждый из них в отдельности, но и различные их сочетания.

Таким образом, профессиональная работоспособность человека зависит от многих факторов. Проявляется она, повторяем, в особенностях и степени утомления, в психологическом ощущении усталости, в снижении продуктивности труда. Естественно, что человек, имеющий более высокую разностороннюю физическую подготовленность, может более продолжительное время или более интенсивно выполнять одно и то же производственное задание, чем слабо подготовленный человек. Это положение подчеркивает роль заблаговременной физической подготовки к профессиональному труду.

Молодой возраст наиболее благоприятен для физической и умственной деятельности. Наукой накоплены экспериментальные данные о том, что именно возможности молодого организма позволяют ему перерабатывать и усваивать огромный учебный материал в годы обучения и творчески его реализовывать в более зрелом возрасте. В пожилом возрасте это уже требует больших временных затрат и интеллектуальных усилий, привлечения жизненного и профессионального опыта. В возрасте 18--20 лет у человека наблюдается высокая интенсивность интеллектуальных и логических процессов. Приняв этот уровень за 100%, С. Фульд и У. Равен (США) оценили умственную работоспособность 30-летнего человека в 96%, 40-летнего -- 87%, 50-летнего -- 80% и 60-летнего -- 75%. Исследования, проведенные среди инженерно-технических работников, показывают, что в возрасте 20--29 лет у них наблюдается наиболее высокие показатели таких психических процессов, как интенсивность и устойчивость внимания, кратковременная память и ее объем, анализ и синтез в мыслительных операциях, наименьшее количество ошибок при вычислительных операциях и др.

По данным зарубежного ученого Г. Лемана, изучавшего научные достижения 244 исследователей, сделавших 993 открытия в области химии, наивысший период творческой активности у них приходится на 30--35 лет, к 50 годам происходит спад до половины от максимума, а к 70 годам она сохраняется на уровне 5--10%. Им же показано, что выдающиеся литературные произведения создаются в возрасте до 45 лет (рис. 1). У поэтов этот период приходится на 10--15 лет раньше, чем у прозаиков. После 50 лет начинается ослабление функциональных возможностей организма, которое компенсируется за счет приобретенного социального и профессионального опыта. В профессиях, не связанных с выраженными неблагоприятными факторами среды, профессиональная работоспособность остается высокой до 60 лет, а иногда и старше. Однако, несмотря на изложенные примеры о более высокой работоспособности человека в молодые годы, необходимо помнить, что в каждой возрастной группе сама способность организма к противостоянию утомлению имеет очень много общих положений.

Физическое утомление возникает как при локальной, так и при общей физической нагрузке. Это связано с изменением функциональной активности нервных центров и их взаимосвязей, с нарушением функций передачи нервных импульсов, а также с истощением функциональных резервов в самой мышце. При общей физической нагрузке утомление в большой степени связано с тем, что дыхание и кровообращение не обеспечивают необходимый энергетический баланс работающих органов и тканей. Поэтому нарастает недовосстановление их функций (табл. 1). Но это, заметьте, при общем физическом утомлении.

Таблица 1 Внешние признаки утомления при физическом труде (по С А. Косилову)

2.Умственное утомление

Умственное утомление и связанное с ним снижение работоспособности имеют свои специфические особенности. Оно, как правило, появляется при длительной и достаточно напряженной работе и связано с чрезмерным повышением или ослаблением деятельности внешних органов чувств. При умственном утомлении снижается сила памяти, вследствие чего возникает «убегание мыслей», быстрое исчезновение из памяти того, что незадолго до этого было усвоено.

При умственной работе может возникать и субъективное чувство усталости (в отличие от утомления, являющегося объективным показателем). Умственная усталость может нарастать при неудовлетворенности работой, неудаче в ней. И наоборот, в возбужденном состоянии, при повышенном интересе к работе чувство усталости может не появиться даже тогда, когда объективные, в том числе и внешние, показатели и признаки говорят о фактического наступлении состояния утомления у человека (табл. 2). В этом случае показатели работоспособности, в частности продуктивность труда, могут не снижаться, но работа проводится на фоне фактического утомления, что не является положительным для организма человека. Вообще умственная работоспособность, умственное утомление, в отличие от физического, где действуют природные охранительные барьеры, имеют существенные отличия.

Физиологическая сущность восстановления сил на первый взгляд довольно проста. Но почему же после тяжелого физического труда шлейф утомления растягивается на 3--4 дня, а после напряженного умственного даже на 10--12 дней? И мало кто понимает, например, что недельные каникулы после экзаменационной сессии -- слишком малый срок для полноценного восстановления. И если не предпринимать профилактических мер (увеличение двигательной активности и сроков пребывания на открытом воздухе и т. д.), то утомление к концу второго полугодия становится значительным. А это уже может помешать успешной учебе.

То же происходит во время профессиональной работы. И хотя при напряженном умственном труде в течение часа энергопотери определяются всего 30--40 ккал (т. е. 240--320 ккал за 8 ч работы), физиологические и биохимические изменения, наблюдавшиеся при утомлении от такого труда, ликвидируются значительно медленнее, чем после физической работы. Однако снижение работоспособности в одном виде умственного труда может сопровождаться сохранением его эффективности в другом. Поэтому, устав заниматься вычислительными операциями, можно иногда успешно заниматься чтением. Таким образом, наступление нервно-эмоционального умственного утомления в отличие от физического (мышечного) не приводит к автоматическому прекращению работы. Оно не всегда обнаруживается через ощущение усталости, что может привести к различным степеням переутомления, к невротическим сдвигам (табл. 3).

Таблица 2 Внешние признаки утомления при умственном труде (по СЛ. Косилову)

Кроме того, следует учитывать то, что при длительном занятии профессиональным умственным трудом в организме могут возникать функциональные изменения, обусловленные главным образом малой подвижностью. Выражается это в ухудшении работы сердца, склеротических изменениях кровеносных сосудов, проявлении гипотонии (у молодых) и гипертонии (у пожилых), возникновении неврозов. Недостаток движений приводит также к ослаблению дыхания. В нижних отделах легких, в полости живота и ногах застаивается кровь. Возникает атония кишечника, в организме накапливаются продукты гниения, появляются головные боли. Снижение окислительных процессов в организме влечет за собой малокровие, а в некоторых случаях и ожирение.

Известно, что эмоциональные реакции приводят к повышению уровня холестерина в крови в связи с увеличением выделения ряда гормонов, например у докладчиков перед докладом, у артистов перед выходом на сцену, у летчиков перед полетом, у студентов перед экзаменом и т. п. Если принять во внимание, что этому химическому веществу приписывают важную роль в развитии склеротических изменений кровеносных сосудов, то станет понятным особое значение и профилактики сердечно-сосудистых патологий различными средствами, в том числе и средствами физической культуры и спорта.

Таблица 3

Характеристика степеней утомления (по К.К. Платонову)

От мало работающей мышечной системы в головной мозг поступает ограниченный поток информации, а это приводит к ослаблению возбудительного процесса и торможению в определенных зонах коры больших полушарий. Возникают условия для повышенной утомляемости, снижения работоспособности не только умственной, но и физической, ухудшается общее самочувствие. Понижение мышечного тонуса ухудшает осанку.

Все сказанное подчеркивает значение правильной организации умственного труда, обязательного использования дополнительных физических нагрузок. Рационально подобранный режим рабочего дня, послерабочий отдых, физкультурно-спортивные занятия существенно помогут в снятии утомления и профилактике невротических и психологических заболеваний.

Если мы еще раз обратимся к таблице 3 с характеристиками степеней переутомления, составленной известным психологом К. Платоновым, то увидим, что средства физической культуры и спорта рекомендуются им как одно из первоочередных средств профилактики переутомления и поддержания работоспособности. Высокая общая работоспособность обеспечивается только в том случае, если жизненный ритм правильно согласуется с индивидуальными биологическими ритмами человека. Наибольшее значение имеют суточные ритмы, в процессе которых изменяется более 50 функций организма. Показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы, эндокринной, мышечной, выделительной и других систем достигают максимальных значений в период бодрствования, в то время как ночью происходят в основном восстановительные процессы. Чем точнее совпадает начало умственного труда с подъемом жизненно важных функций организма, тем продуктивнее он выполняется. Естественные для человека природные биоритмы функционирования организма таковы: наибольшая активность и работоспособность утром (8--12 ч), затем некоторый спад в середине дня (12--16 ч), снова некоторый подъем вечером (16--22 ч) и резкое снижение ночью (22--8 ч). Чем точнее учебно-трудовая деятельность совпадает с жизненными ритмами человека, тем выше используются потенциальные возможности его организма. Наряду с так называемыми «жаворонками», которые встают рано, с утра бодры и жизнерадостны, наиболее работоспособны с 9 до 14 ч, немало людей вечернего типа -- «сов», которые наиболее работоспособны после 18 ч, поздно отходят ко сну, встают заторможенными, нередко с головной болью.

Исследованиями установлено, что ощущение повышенной работоспособности в вечерние часы у «сов» не опирается на суточную ритмику функциональной работоспособности (рис. 1). Это расхождение у отдельных лиц может достигать 8 ч, что неблагоприятно для человека. Не случайно именно среди «сов» наиболее часты существенные отклонения в функционировании сердечно-сосудистой системы. «Совы» формируются в результате определенных условий жизни, труда и быта вопреки жизненным ритмам человека. Отсутствие должного режима во многих общежитиях вузов, двухсменная учеба в некоторых учебных заведениях, неравномерность самостоятельной работы над учебным материалом и некоторые другие причины способствуют формированию «сов». В таких случаях требуется сознательное исправление этого отклонения от нормы.

Рис. 2. Физиологическое изменение работоспособности по часам суток (по Неману).

Изо дня в день, из года в год человек живет в условиях смены дня и ночи. Народная мудрость, гласящая, что «утро вечера мудренее», опирается на оптимальную возбудимость коры головного мозга в утренние часы. Значит, надо так распределять нагрузку, чтобы решение самой трудной задачи приходилось на те часы, когда мозг функционирует на полную мощность, а период спада работоспособности использовать для отдыха, в том числе активного, или для выполнения менее сложного труда.

Ошибочно поступают те, кто в поисках тишины, уединения откладывают выполнение работы на ночь. Ведь это самое непродуктивное время, когда снижены все функции организма и от него требуются нервные усилия гораздо большие, чем днем. И кроме того, высокая продуктивность, достигнутая однажды, не оправдывает того ущерба, который наносится человеку нарушением нормального суточного ритма. После эпизодической работы ночью обычно недостаточно отдыхают днем, в результате возникает перенапряжение нервной системы и, как следствие, несколько дней вялого, малопродуктивного состояния. Тем более вредна систематическая работа по ночам, приводящая к хроническому переутомлению.

3.Взаимосвязь умственной деятельности и физической активности

Вообще, как уже отмечалось, физическая и умственная работоспособность, возможность человека быстрее адаптироваться и переносить разнообразные условия труда, географо-климатические изменения места работы находятся в прямой зависимости от уровня его разносторонней физической подготовленности.

Известно, что способность человека к длительному и интенсивному труду во многом ограничивается его индивидуальными физическими возможностями. Однако физический потенциал человека, его физиологическая граница интенсивности труда весьма эластичны и могут быть изменены под влиянием направленного применения средств физической культуры и спорта. Такие занятия повышают уровень функциональных возможностей, физическую и эмоциональную устойчивость, снижают заболеваемость, обеспечивают ускорение процесса врабатываемости на рабочем месте, способность к длительному сохранению оптимального темпа, скорости и экономичности рабочих движений и тем самым обеспечивают высокую интенсивность и индивидуальную производительность труда.

Все это еще раз подчеркивает необходимость и важность для будущего специалиста уже в годы обучения позаботиться об обеспечении своей физической и психической готовности к напряженному профессиональному труду. Естественно, что достижение хорошей общей физической подготовленности, знания о рациональном применении средств физической культуры в режиме труда, занятия спортом, и не только спортом вообще, а еще лучше -- профессионально-прикладными для будущей профессии видами, будут всемерно способствовать выполнению этой задачи.

4. Физическая культура и спорт как средства активного отдыха

Время и характер активного отдыха во многом определяются динамикой работоспособности и утомляемости человека, будь он студент или профессионал. Работоспособность человека, степень его утомления меняются в течение трудового дня. В настоящее время основным методом определения и оценки отдельных стадий работоспособности человека в физиологии и психологии труда является метод построения кривой работоспособности человека на основе фиксирования почасовых изменений трудовых и психофизических показателей: величина выработки, время, затраченное на операцию, частота пульса, мышечная сила, внимание, скорость зрительно-слухомоторных реакций и др.

Физиологами труда определены усредненные нормали динамики работоспособности человека в процессе труда (рис. 3), знание которых позволяет привести в соответствие его правильную организацию. Эти знания могут служить отправной точкой для разработки рекомендаций по времени и характеру отдыха в течение рабочего дня, недели, месяца, года в виде пауз, перерывов и т. д. с целью поддержания оптимальной работоспособности в течение всего рабочего периода. Образно говоря, производительность завтрашнего труда прямо зависит от сегодняшнего отдыха.

Сравнение представленных графиков, показывает, что динамика работоспособности сохраняет свою принципиальную форму и для одной рабочей смены, и для рабочей недели (месяца). Установлено, что при всем разнообразии имеющихся частных характеристик различных профессиональных видов труда существует общий двухступенчатый план изменения работоспособности: она возрастает в начале и снижается в конце рабочего дня.

Рис. 3. Типичные кривые изменения работоспособности на протяжении рабочего дня и недели (по М.Ф. Гриненко, Г.Г. Санояну).

В каждой половине рабочего дня можно различить три характерных периода: врабатывание (а), которое продолжается от нескольких минут до 1--2 ч; поддержание высокой работоспособности и продуктивности труда (б), которое может продолжаться в течение нескольких часов в зависимости от напряженности труда; физической подготовленностью исполнителя и т. д. и период снижения работоспособности {в), связанный с нарастающим утомлением. Есть еще один период (г) -- кратковременного повышения работоспособности на фоне психологической мобилизации усилий перед самым окончанием работы («активный финиш»).

Конечно, характер этих кривых во многом зависит от особенностей профессиональной деятельности. При желании можно самим построить такую упрощенную кривую, исходя из следующих положений. Под влиянием учебно-тренировочной деятельности у человека развивается утомление, которое субъективно воспринимается как чувство усталости, степень которой можно оценить баллами: не устал -- 0, легкая усталость -- 1, средняя усталость -- 2, сильная усталость -- 3, очень сильная усталость -- 4 балла. Если через каждые 2 ч работы оценивать степень усталости в баллах, можно получить картину ее изменений. В специальной литературе приводятся следующие два примера.

За четырехчасовой период при физической мышечной работе продуктивность достигает максимума в первый же час -- 29 распиленных бревен; на втором часу она резко падает -- 21 бревно; на третьем часу снижение продолжается -- распилено лишь 19 бревен; в течение последнего, четвертого часа имеет место «финишный рывок» -- 24 бревна.

Иная картина наблюдалась при умственной работе, при запоминании иностранных слов. На первом часу освоено 25 пар слов; на втором продолжается период врабатываемости (27 пар слов); на протяжении третьего часа работоспособность резко падает (до 15 пар слов); и еще больше заметное снижение на четвертом часу (всего 9 пар слов). Степень утомления в конце такова, что сил на обычный «финишный рывок» уже нет.

Опираясь на данные о динамике работоспособности, можно подобрать периоды отдыха в течение рабочего дня, а характер их будет зависеть от степени утомления. Так, например, специальными исследованиями установлено, что при «мелких» работах, требующих большого непрерывного напряжения и внимания, ловких и мелких движений в высоком темпе, целесообразно вводить частые, но короткие (2--5 мин) паузы. При «крупномасштабных» работах, связанных с большими усилиями и физическими напряжениями, выгодны более кие, но продолжительные (до 10--15 мин) перерывы.

Еще раз подчеркнем, что эффективность этих перерывов для поддержания работоспособности во многом зависит от их места в рабочем дне и характера их содержания. В приведенном выше примере о запоминании слов вместо перерыва явно напрашивается после двух часов работы, т. е. перерыв должен несколько предшествовать резкому спаду работоспособности. А если мы вернемся к рис. 3, то место такого перерыва должно быть на границе между участками б и в..

Стимулирующее влияние активного отдыха на восстановление работоспособности наблюдается при самых различных видах мышечной и умственной деятельности. Но, конечно, его эффективность зависит от условий труда и быта, характера утомления, от степени тренированности к данному виду деятельности и других причин. Отсюда отличие выбора видов активного отдыха представителями разных профессиональных групп (рис. 4).

Так, результаты многочисленных исследований в области физиологии и психологии труда и спорта показали, что под влиянием процесса тренировки возрастает эффективность отдыха, т. е. у тренированного человека восстановление организма происходит быстрее. Но следует иметь в виду, что при легких работах эффект активного отдыха не обнаруживается; он постепенно возрастает с увеличением интенсивности развивающегося утомления. Но опять же при слишком сильном утомлении активный отдых по своей эффективности может уступать пассивному, т. е. при предельном утомлении уже не следует рекомендовать активный отдых. Существенную роль в возникновении и протекании эффекта активного отдыха играют и психологическая настроенность человека, и его эмоциональное состояние, и даже темперамент. С учетом всех этих положений и должны организовываться и использоваться физическая культура и спорт как средства активного отдыха.

Не случайно ученые-психологи, педагоги считают, что молодому человеку при выборе видов спорта для занятий с оздоровительной целью или для активного отдыха следует ориентироваться не только на интерес к этому или иному виду спорта, но и на свои черты характера. Так, если человек легко отвлекается от работы и снова быстро в нее включается, общителен с окружающими, эмоционален в спорах, то ему лучше всего остановить свой выбор на игровых видах спорта или заняться одним из видов единоборств; если же усидчив, сосредоточен в работе и склонен к однородной деятельности без постоянного переключения внимания, способен длительное время выполнять физически тяжелую работу, значит ему подойдут занятия бегом, лыжами, плаванием, велоспортом; а если замкнут, необщителен, неуверен в себе или чрезмерно чувствителен к мнению окружающих, то ему не стоит заниматься в организованных группах. Индивидуальные же занятия различными системами физических упражнений без отвлекающих факторов помогут испытать положительные эмоции, принесут физическое и моральное удовлетворение.

И вот тут надо сказать несколько слов о формах спортивных занятий студентов с целью активного отдыха. Потребность в таком отдыхе возникает чаще всего не по расписанию организованных тренировочных занятий. Хорошо, если молодой человек склонен к индивидуальным тренировкам -- он (или она) сам в свободные минуты пробежит дистанцию, выйдет на лыжню. Труднее тем, кто тяготеет к занятиям в компании -- спортивным играм и подобным видам спорта. В этой связи известный математик академик

Рис. 4. Ранжирование видов спорта и физических упражнений, применяемых в виде активного отдыха специалистами сельского хозяйства в свободное от работы ; время (в % к количеству ответов)

П. Александров, говоря о спорте (о массовом спорте!) как одном из действенных средств снятия умственного напряжения и гармонического развития личности, отмечал следующее: «До сих пор существует в основном лишь так называемая организованная форма спорта, когда в определенные часы можно потренироваться на волейбольной площадке или на теннисном корте. Нужно серьезно подумать над тем, чтобы всячески поощрять массовый, так называемый неорганизованный спорт, спорт для здоровья, бодрости, радости. Тренируется человек в секции, и бесспорно это его ко многому обязывает на спортивном поприще; на это требуется изрядно времени. Но вот поиграть просто так час в футбол, волейбол, теннис -- это может позволить себе не каждый студент. Видимо, необходимо думать и о том, чтобы наряду с секциями студентам была предоставлена возможность свободного, я бы сказал, неорганизованного проявления спортивной активности».

Вероятно, кафедрам физического воспитания, другим организациям вуза следует так поставить работу, чтобы студенты могли использовать спортивные площадки и инвентарь в любое после учебы время для «дикого» футбола, волейбола и других видов спорта. Ведь они в этом случае приходят отдохнуть, активно отдохнуть, а не оттачивать свое спортивное мастерство. Для некоторых из них такие занятия могут стать ступенькой в переходе к регулярным тренировкам в каком-то виде спорта. А спортивная подготовка, в свою очередь, формирует у молодого человека знания и опыт, которые позволят ему в будущем самостоятельно подбирать средства физической культуры и спорта для активного отдыха, для укрепления своего здоровья и повышения работоспособности в течение всей жизни.

Библиография

1. Ильинич В. И. Студенческий спорт и жизнь: Учеб. пособие для студентов высших учебных заведений. -- М.: АО «Аспект Пресс», 1995